[发明专利]一种智能甘蔗切割装置

说明书

本发明公开了一种智能甘蔗切割装置，其是一种能够智能识别甘蔗种并自动切割的新型智能农业机械系统，其包括：控制系统、图像识别模块、距离检测模块、无线通信模块、传动结构、切割结构、云服务器和监测与控制终端，设备主体采用合金材料构成，由控制系统控制整套系统运行，无线通信模块提供网络接入能力，由图像识别模块识别甘蔗种的虫洞、蔗芽和蔗节，辅以距离检测模块控制切割精度，传动结构驱动甘蔗杆运动到指定位置，然后切割结构对识别出的甘蔗种最优位置进行切割，最后得到甘蔗种。并支持监测和控制终端的现场、远程监控和大数据分析，传输实时运行视频到监测与控制终端上，供管理人员查看运行状态。

技术领域

本发明涉及一种智能甘蔗切割装置，是一种能够智能识别甘蔗种并自动切割的新型智能农业机械系统。

背景技术

目前涉及甘蔗种植的农业生产中鲜有自动化切割种植机械，现有部分甘蔗切割机械不具备智能化技术，仅仅能实现切割，无法识别甘蔗蔗节、蔗芽。

目前甘蔗种植所用到的蔗种需要人工选种、砍种。需要人工去识别甘蔗是否感染病虫害/有虫洞，并人工选择蔗芽合适的部分用作蔗种，砍种时还必须避开蔗节，不能砍裂蔗种。

本发明针对以上问题，提供一种智能甘蔗切割装置，实现农业现代化、自动化、智能化，以往由人工完成的甘蔗种选种、砍种交由智能系统识别、切割，设备具有接入网络能力，设有监测和控制终端，并提供大数据分析技术。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能甘蔗切割装置，其能够智能识别甘蔗的蔗芽、蔗节、虫洞并切割出蔗种，其特征在于，其包括控制系统以及由控制系统进行控制的图像识别模块、距离检测模块、无线通信模块、传动结构、切割结构、云端服务器、监测与控制终端，其中，

所述图像识别模块对甘蔗杆进行图像采集、识别和分析，以便识别并定位甘蔗的蔗芽、蔗节和虫洞位置；

所述距离检测模块布设于甘蔗杆运动轴心线上或对准甘蔗杆的位置上，以便对甘蔗杆位置进行测量，测量数据交由控制系统处理，辅助和校准切割位置；

所述无线通信模块用以支持监测和控制终端的现场、远程监控，传输实时运行视频到监测与控制终端上，供管理人员查看运行状态；

所述传动结构用于对甘蔗杆进行传输输送，以便驱动甘蔗杆运动到指定位置；

所述切割结构能够带动切割机运动到甘蔗杆位置进行切割，得到甘蔗种；

所述云端服务器用于提供设备管理、数据存储、指令下发、视频推流和大数据分析功能；

所述监测与控制终端通过接入网络连接到云端服务器，由服务器转发运行状态、控制命令、视频流在甘蔗种智能切割系统和终端之间，通过网络对系统进行实时的现场或远程监测与控制。

进一步，作为优选，所述控制系统的主体封装于金属盒中，其包括微控制器、电源转换电路、电机驱动电路和多路继电器电路，并与无线通信模块相连以接入网络。

进一步，作为优选，所述微控制器为具有一定数量的IO接口、PWM发生器、通信串口的STM32系列微控制器；所述电源转换电路由AC-DC开关电源和DC-DC降压模块组成；电机驱动电路采用双H桥，单路最大7A，6.5V~27V宽电压输入，光耦隔离输入信号，带欠压保护和静电泄放回路；多路继电器采用电磁继电器，带有光耦隔离、大功率高耐压三极管、信号指示灯，支持切换高低电平触发。

进一步，作为优选，所述开关电源模块的输入为220V，输出为12V/24V，额定功率360W；使用LM2596S开关电压调节器，输入在3.2V~46V DC，输出在1.25V~35V DC,最大输出电流3A。

进一步，作为优选，所述图像识别模块，包括摄像头和图像识别处理器，图像识别处理器中搭载有智能图像识别算法，使用金属外壳封装并固定于甘蔗杆上方。